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10.redis cluster介绍与gossip协议

开发技术 开发技术 3周前 (09-07) 24次浏览

一、redis cluster 介绍


  • 自动将数据进行分片,每个 master 上放一部分数据
  • 提供内置的高可用支持,部分 master 不可用时,还是可以继续工作的

redis cluster架构下的每个redis都要开放两个端口号,比如一个是6379,另一个就是加1w的端口号16379。

  • 6379端口号就是redis服务器入口。

  • 16379端口号是用来进行节点间通信的,也就是 cluster bus 的东西,cluster bus 的通信,用来进行故障检测、配置更新、故障转移授权。cluster bus 用的是一种叫gossip 协议的二进制协议,用于节点间高效的数据交换,占用更少的网络带宽和处理时间。


二、节点间的内部通信机制


集群元数据的维护有两种方式:集中式、Gossip 协议
redis cluster 节点间采用 gossip 协议进行通信。

1. 集中式

将集群元数据集中存储在一个节点上。典型代表是大数据领域的 storm。它是分布式的大数据实时计算引擎,是集中式的元数据存储的结构,底层基于 zookeeper对所有元数据进行存储维护。
10.redis cluster介绍与gossip协议

  • 优点

元数据的读取和更新时效性非常好,元数据的变更都能立即更新到集中式存储节点中,其它节点读取的时候就可以感知到;

  • 缺点

所有的元数据的更新压力全部集中在一个地方,可能会导致元数据的存储有压力。

2. gossip 协议

redis 维护集群元数据采用的是gossip 协议,所有节点都持有一份元数据,不同的节点如果出现了元数据的变更,就不断将元数据发送给其它的节点,让其它节点也进行元数据的变更。
10.redis cluster介绍与gossip协议

  • 优点

元数据的更新比较分散,不是集中在一个地方,降低了压力;

  • 缺点

元数据的更新有延时,可能导致集群中的一些操作会有一些滞后。


三、深入剖析gossip 协议


gossip 协议包含多种消息,包含 ping、pong、meet、fail等等。

  • meet:某个节点在内部发送了一个gossip meet 消息给新加入的节点,通知那个节点去加入我们的集群。然后新节点就会加入到集群的通信中
redis-trib.rb add-node
  • ping:每个节点都会频繁给其它节点发送 ping,其中包含自己的状态还有自己维护的集群元数据,互相通过 ping 交换元数据。
  • pong:ping 和 meet消息的返回响应,包含自己的状态和其它信息,也用于信息广播和更新。
  • fail:某个节点判断另一个节点 fail 之后,就发送 fail 给其它节点,通知其它节点说这个节点已宕机。

继续深入剖析ping消息

  • ping 时要携带一些元数据,如果很频繁,可能会加重网络负担。因此,一般每个节点每秒会执行 10 次 ping,每次会选择 5 个最久没有通信的其它节点。

  • 当然如果发现某个节点通信延时达到了 cluster_node_timeout / 2,那么立即发送 ping,避免数据交换延时过长导致信息严重滞后。比如说,两个节点之间都 10 分钟没有交换数据了,那么整个集群处于严重的元数据不一致的情况,就会有问题。所以 cluster_node_timeout 可以调节,如果调得比较大,那么会降低 ping 的频率。

  • 每次 ping,会带上自己节点的信息,还有就是带上 1/10 其它节点的信息,发送出去,进行交换。至少包含 3 个其它节点的信息,最多包含 总节点数减 2 个其它节点的信息。

10000 端口
每个节点都有一个专门用于节点间通信的端口,就是自己提供服务的端口号+10000,比如 6379,那么用于节点间通信的就是16379端口。每个节点每隔一段时间都会往另外几个节点发送 ping 消息,同时其它几个节点接收到 ping 之后返回 pong。
交换的信息:信息包括故障信息,节点的增加和删除,hash slot 信息等等。


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